ABA和H2O2对干旱高温复合胁迫诱导的玉米sHSPs和抗氧化防护酶的作用

论文摘要

为确定脱落酸（ABA）和H2O2在干旱高温复合胁迫诱导的玉米（Zea mays L.）叶片和根系小热休克蛋白（sHSPs）和抗氧化防护中的作用,本研究以玉米郑单958及ABA缺失突变体vp5为实验材料,首先通过引物设计和RT-PCR分析筛选出干旱高温复合胁迫诱导产生的sHSPs基因,其次采用ABA抑制剂钨酸钠（T）和H2O2清除剂KI（I）,通过RT-PCR分析ABA和H2O2对玉米叶片和根中sHSPs和抗氧化防护酶基因表达的影响,最后通过Western blot分析验证了sHSP26的表达。具体研究结果如下:1.从NCBI数据库（http://www.ncbi.nlm.nih.gov/）GenBank中查找出玉米sHSPs已发表的全部基因序列,利用软件Dnaman对不同家族的sHSPs基因序列分别进行比对分析,并利用软件Oligo6.0分别在其保守区设计引物,最后通过RT-PCR筛选出诱导型sHSPs基因,本实验筛选出的诱导型sHSPs基因分别有:sHSP16.9、sHSP17.2、sHSP17.4、sHSP17.5、sHSP22和sHSP26。另外还分别对四种抗氧化防护酶的基因设计了引物:过氧化氢酶1（catalase 1,CAT1）、抗坏血酸过氧化物酶（cytolic ascorbate peroxidase,cAPX）、谷胱甘肽还原酶1（glutathione reductase 1,GR1）和超氧化物歧化酶4（superoxide dismutase 4,SOD4）。2.ABA抑制剂钨酸钠和H2O2清除剂KI预处理结果表明:（1）六种sHSPs基因在玉米叶片中的表达分别都受到T不同程度的抑制,而根中只有sHSP16.9、sHSP17.2、sHSP17.5和sHSP22表达稍微受到抑制,CAT1、cAPX、GR1和SOD4四种抗氧化防护酶基因表达在玉米叶片和根中均受到T明显抑制。（2）与未用100μM ABA预处理的vp5相比,100μM ABA预处理明显增强了四种抗氧化防护酶基因在突变体vp5叶片和根中的表达,但是仅稍微提高了六种sHSPs基因在叶片中的表达和sHSP17.2在根中的表达。（3）KI预处理明显抑制了四种酶基因在玉米叶片和根中的表达,但是稍微抑制了六种sHSPs基因在玉米叶片中的表达和sHSP16.9、sHSP17.2、sHSP17.5、sHSP22和sHSP26五种基因在根中的表达。3. Western blot实验检测分析sHSP26的表达,结果显示,在玉米叶片中T和I均明显抑制了sHSP26的表达,而在根中,T对sHSP26的表达几乎没有影响而I仅稍微抑制了sHSP26的表达。这些研究结果为进一步研究植物抗逆机制及基因克隆奠定基础,并为揭示植物在多胁迫条件下耐逆机理提供重要的科学证据。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1 文献综述
• 1.1 ABA
• 1.1.1 ABA 的生物合成
• 1.1.2 ABA 的生理功能
• 1.1.3 ABA 在植物适应逆境胁迫中的作用
• 1.1.3.1 ABA 对玉米幼苗的渗透调节作用
• 1.1.3.2 ABA 对玉米幼苗细胞氧化损伤的保护作用
• 1.1.3.3 ABA 与其他激素相互作用对玉米幼苗抗逆性的调节
• 1.2 ROS
• 1.2.1 ROS 对植物的伤害
• 2O₂ 的产生'>1.2.2 H₂O₂的产生
• 2O₂ 增强植物抗逆性特征'>1.2.3 H₂O₂增强植物抗逆性特征
• 2O₂ 对植物逆境胁迫的信号转导作用'>1.2.4 H₂O₂对植物逆境胁迫的信号转导作用
• 1.3 SHSP
• 1.3.1 HSPs 的发现
• 1.3.2 HSPs 的种类及定位
• 1.3.3 HSPs 的特点
• 1.3.4 植物中sHSPs 的特性
• 1.3.5 植物sHSPs 的结构
• 1.3.6 植物sHSPs 的分子伴侣功能
• 1.3.7 sHSPs 与植物的耐热性
• 1.3.8 sHSPs 与植物的耐旱性
• 2O₂ 在植物响应干旱、高温胁迫中的级联作用'>1.4 SHSPS、ABA 和H₂O₂在植物响应干旱、高温胁迫中的级联作用
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 实验材料和胁迫处理
• 3.2 试剂
• 3.3 仪器
• 3.4 RNA 提取和RT-PCR 分析
• 3.5 sHSP26 蛋白表达检测
• 3.5.1 总蛋白提取及定量和SDS-PAGE 电泳
• 3.5.2 sHSP26 表达的检测
• 4 结果与分析
• 4.1 ABA 对干旱高温复合胁迫诱导的玉米 sHSPs 基因表达的影响
• 4.2 ABA 对干旱高温复合胁迫诱导的玉米抗氧化防护酶基因表达的影响
• 2O₂ 对干旱高温复合胁迫诱导的玉米SHSPS 基因表达影响'>4.3 H₂O₂ 对干旱高温复合胁迫诱导的玉米SHSPS 基因表达影响
• 2O₂ 对干旱高温复合胁迫诱导的抗氧化防护酶基因表达影响'>4.4 H₂O₂对干旱高温复合胁迫诱导的抗氧化防护酶基因表达影响
• 2O₂ 对干旱高温复合胁迫诱导的玉米SHSP26 蛋白表达的影响'>4.5 ABA 和H₂O₂ 对干旱高温复合胁迫诱导的玉米SHSP26 蛋白表达的影响
• 5 结论与讨论
• 参考文献
• 英文摘要